2023-2024学年高中物理人教版2019 选择性必修第三册课后习题 章末测评卷 第五章测评 含答案

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第五章测评
(时间:75 分钟
　
满分:100 分)
一、单项选择题(本题共 7小题,每小题 4分,共28 分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一。下列核反应方程及其表述都正确
的是(
　　
)
A
.2
4
He
+¿13
27 ¿
Al P
+¿1
1¿
H是原子核的人工转变
B
.9
19 F+¿1
1¿
H O
+¿2
4¿
He 是α衰变
C
.1
3H+¿1
1¿
H He+γ 是核聚变反应
D
.92
235
U Sr
Xe+
30
1
n是核裂变反应
2.下列说法正确的是(
　　
)
A.
92
238
U衰变为
91
234
Pa 要经过 2次α衰变和 1次β衰变
B.β 射线与 γ射线一样都是电磁波,但β射线的穿透本领远比 γ射线弱
C.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关
D.天然放射现象使人类首次认识到原子核可分
3.(2022 山西太原一模)核电池,又称同位素电池,它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子(α 粒子、β
粒子和 γ射线)并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为
94
238
Pu,其半衰期为 88 年。已
知
94
238
Pu 的衰变方程为
94
238
Pu X
+¿2
n¿
Y,下列说法正确的是(
　　
)
A
.94
238
Pu 核比
M
234
X核多 4个中子
B
.M
234
X的比结合能大于
94
238
Pu 的比结合能
C.经过 88 年,20 个
94
238
Pu 原子核中一定有 10 个发生了衰变
D
.94
238
Pu 衰变放出的载能粒子是 β粒子
4.正电子发射型计算机断层显像的基本原理是将放射性同位素 15O注入人体,15O在人体内衰变放出
的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对 γ光子,被探测器采集后,经计算机处理生成清晰图
像。已知 15O的半衰期为 2.03 min,正、负电子的质量均为 m,光速为 c,普朗克常量为 h,下列说法正确
的是(
　　
)
A.辐射出 γ光子的动量为 2mc
B.正、负电子相遇湮灭过程的质量亏损为 mc2
C.15O在人体内衰变的方程是
8
15
O F
+¿+1
　 0 ¿
e
D.经过 4.06 min 剩余 15O为原来的四分之一
5.(2022 山东泰安基础教育教学研究室一模)2021 年12 月30 日,中科院全超导托卡马克核聚变实验装
置(EAST)在7 000 万 ℃的高温下实现 1 056 s 的长脉冲高参数等离子体运行。若某次聚变反应是 4
个氢核
1
1
H结合成 1个氦核
2
4
He,同时释放出正电子
+1
　 0
e。已知氢核的质量为 mp,氦核的质量为 mα,正电
子的质量为 me,真空中光速为 c,则此次核反应释放的能量为(
　　
)
A.(4mp-mα-me)c2B.(4mp-mα-2me)c2
C.(4mp+mα-me)c2D.(4mp+mα-2me)c2
6.(2022 山东潍坊一模)已知
90
234
Th 半衰期为 1.2 min,其衰变方程为
90
234
Th Pa+X+ΔE,X 是某种粒
子,ΔE为释放的核能。真空中光速为 c,用质谱仪测得
90
234
Th 原子核质量为 m。下列说法正确的是(
　
)
A.
90
234
Th 发生的是 α衰变
B
.91
234
Pa 原子核质量大于 m
C.100 个
90
234
Th 原子核经过 2.4 min,一定有 75 个发生了衰变
D.若中子质量为 mn,质子质量为 mh,则
90
234
Th 核的比结合能为
( 90 mh+144 mn-m)c2
234
7.一静止的原子核
n
a
X发生 α衰变,变成另一个新的原子核 Y,衰变后测得 α粒子的速率为 v,已知 α粒
子的质量为 m0,原子核 Y的质量为 M,下列说法正确的是(
　　
)
A.原子核 Y的符号表示为 a-m0n-2Y
B
.n
a
X的比结合能一定大于 Y核的比结合能
C.原子核 Y的速率为
m0v
M
D.原子衰变过程中释放的核能为
1
2
m0v2
二、多项选择题(本题共 3小题,每小题 6分,共18 分。全部选对得 6分,选对但不全的得 3分,有选错
的得 0分)
8.(2022 黑龙江齐齐哈尔高二期末)地震发生之前会有一些特殊的现象出现,地光就是其中之一。某放
射性元素衰变过程中释放大量带电粒子,当这些带电粒子通过岩石裂隙向大气中集中释放时就形成
了地光,已知氡
86
222
Rn 的半衰期为 3.82 天,经一系列衰变放出一些射线后最后变成稳定的铅
82
206
Pb。此
过程中释放的射线垂直磁场方向射入匀强磁场时的偏转情况如图所示。在这一过程中下列说法正
确的是(
　　
)
A.要经过 4次α衰变和 4次β衰变
B.氡原子核比铅原子核多 12 个中子
C.C射线是一种带负电的粒子,可以穿透几米厚的混凝土
D.升高环境温度增大压强可能使氡
86
222
Rn 的半衰期变为 4天
9.(2022 重庆西南大学附中高二阶段练习)在医学上,常用钴60 产生的 γ射线对患有恶性肿瘤的病人
进行治疗。钴60 的衰变方程为
27
60
Co Ni+X,下列说法正确的是(
　　
)
A.钴60 发生的是 β衰变,X 是电子
B.γ 射线比 β射线的穿透能力强
C.X 粒子是钴60 原子核的组成部分
D.该衰变过程释放的核能全部转化为 γ射线的能量
10.2021 年12 月15 日秦山核电站迎来了安全发电 30 周年,核电站累计发电约6.9×1011 kW·h,相当于
减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率,核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法
正确的是(
　　
)
A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量
B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6 kg
C.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度
D.反应堆中存在
92
235 U+¿0
1¿
n Ba
+¿36
89 ¿
Kr+
30
1
n的核反应
三、非选择题(本题共 5小题,共54 分)
11.(6 分)如图所示是利用放射线自动控制铝板厚度的装置,假如放射源能放射出 α、β、γ三种射线,
而根据设计,该生产线压制的是 3 mm 厚的铝板,那么是三种射线中的
　　　
射线对控制厚度起主要
作用。当探测接收器单位时间内接收的放射性粒子的个数超过标准值时,将会通过自动装置将 M、N
两个轧辊间的距离调
　　　
(选填“大”或“小”)一些。a
12.(8 分)约里奥-居里夫妇因发现人工放射性而获得了 1935 年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元
素
15
30
P衰变成
14
30
Si 的同时放出另一种粒子,这种粒子是
　　　 a
。15
32
P是
15
30
P的同位素,被广泛应用于生
物示踪技术。1 mg
15
32
P随时间衰变的关系如图所示,请估算4 mg 的
15
32
P经
　　　　
天的衰变后还剩
0.25 mg。a
13.(10 分)放射性同位素
6
14
C被考古学家称为“碳钟”,它可用来判定古生物体的年代,此项研究获得
1960 年诺贝尔化学奖。
(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后,会形成很不稳定的
6
14
C,它很容易发生衰变,放出
β射线变成一个新核,其半衰期为 5 730 年。试写出此核反应方程;
(2)若测得一古生物遗骸中的
6
14
C含量只有活体中的 12.5%,则此遗骸的年代约有多少年?
14.(14 分)用速度大小为v的中子
(0
1
n)轰击静止的锂核
(3
6
Li) ,发生核反应后生成氚核和 α粒子。已知氚
核速度方向与中子的初速度方向相反,氚核与 α粒子的速度之比为 7
∶
8,质子与中子的质量近似相等
且均为 m,光速为 c。
(1)写出核反应方程;
(2)求氚核与 α粒子的速度大小;
(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为氚核和 α粒子的动能,求该过程中的质量亏损。
15.(16 分)(2022 河南郑州高二期末)如图所示,在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场中,
一个静止于 P点的放射性元素氢的原子核
86
222
Rn 发生了一次 α衰变,变为钋(Po)。放射出的 α粒子
(2
4
He)和生成的新核钋(Po)均在与磁场方向垂直的平面内做圆周运动。已知 α粒子的质量为 m,电荷量
为q,轨道半径为 R,新核钋(Po)的质量为 M,光速为 c。
(1)写出
86
222
Rn 发生 α衰变的核反应方程。
(2)定性画出并标明新核钋(Po)和α粒子的运动轨迹。
(3)α 粒子的圆周运动可等效成一个环形电流,求α粒子做圆周运动的周期T和环形电流大小I。
(4)设该衰变过程释放的核能都转化为 α粒子和新核钋(Po)的动能,求衰变过程的质量亏损 Δm。
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